開(kāi)題報(bào)告新版

1緒論1.1研究背景目前在醫(yī)療界，多種治療儀已廣泛被臨床應(yīng)用，獲得了很好的治療效果，且使用十分以便。據(jù)記錄，國(guó)內(nèi)多種電子治療儀器多達(dá)近千種，其基本原理[1]是發(fā)出尖窄的電脈沖對(duì)人體有關(guān)部位或穴位進(jìn)行電刺激，以到達(dá)放松肌肉、激活中樞神經(jīng)、增進(jìn)分泌某些生物成分以到達(dá)治療的目的。針灸是中國(guó)的老式醫(yī)學(xué),其原理是運(yùn)用銀針刺入人體的穴位,以調(diào)整人體內(nèi)各個(gè)不協(xié)調(diào)的部分,使血?dú)饬魍ǘ匦芦@得平衡。電針療法是用電針治療儀輸出靠近人體生物電的微量電流,通過(guò)毫針作用于人體經(jīng)絡(luò)穴位治療疾病的一種措施。該法采用針刺與電刺激于一體,可根據(jù)患者的不一樣狀況調(diào)整幅度、頻率、時(shí)間等刺激量,并能替代手法運(yùn)針,使針感得以保留,加強(qiáng)了針灸的治療效果。用針灸來(lái)刺激人體的皮膚、肌肉、關(guān)節(jié)神經(jīng)、血管以及淋巴等處,增進(jìn)局部的血液循環(huán),改善新陳代謝,從而提高肌體的自然抗病能力,增進(jìn)炎癥滲出的吸取,緩和肌肉的痙攣和疼痛。通過(guò)電針針刺還可以產(chǎn)生麻痹的效果，比老式手針更有效，在針刺過(guò)程中病人除痛覺(jué)變遲純外，其他多種感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能仍正常，并且針麻使用安全，適應(yīng)范圍廣，使用的工具比較簡(jiǎn)樸，不需要復(fù)雜的麻醉器械，操作較易掌握。針灸的原理是運(yùn)用一枝小小銀針刺入人體的穴位，以調(diào)整人體內(nèi)各個(gè)不協(xié)調(diào)的部份，使血?dú)饬魍ǘ匦芦@得平衡，故增進(jìn)人體各部分活動(dòng)功能正常，到達(dá)康復(fù)多種機(jī)能的目的，它還能起著鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜和安寧的作用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工作者根據(jù)前人積累下的豐富經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)和研究,在理論和實(shí)踐方面獲得了極其輝煌的成績(jī),使這門(mén)科學(xué)得到了新的發(fā)展.例如用銀針打開(kāi)聾啞禁區(qū)、治療小兒麻痹癥及針刺麻醉等實(shí)例，都是近代醫(yī)學(xué)史上史無(wú)前例的創(chuàng)舉。1.2研究意義中醫(yī)經(jīng)絡(luò)理論論述：經(jīng)絡(luò)者，人之元?dú)猓跉庋?。周身流行，晝夜無(wú)間。又云：經(jīng)絡(luò)可以通行氣血，溝通上下內(nèi)外，聯(lián)絡(luò)臟腑形體官竅，感應(yīng)傳導(dǎo)信息，協(xié)調(diào)陰陽(yáng)，制止外邪入侵。因此，運(yùn)用經(jīng)絡(luò)的這些特性，用針灸刺激腧穴，到達(dá)調(diào)理經(jīng)絡(luò)氣血及臟腑功能，是一種既可糾正異常的功能狀態(tài)，又不會(huì)干擾正常的生理機(jī)能的治療方式。針刺穴位可以通過(guò)調(diào)整陰陽(yáng),疏通經(jīng)絡(luò),調(diào)和氣血而到達(dá)解除疼痛和治療疾病的作用。而電針療法中,所針穴位除了有酸麻脹重等得氣感外,尚有電流刺激引起的顫動(dòng)、肌肉抽搐或局部溫?zé)岣小，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，經(jīng)絡(luò)是一條具有傳感和低電阻的傳導(dǎo)體，在老式的針刺療法中，每捻轉(zhuǎn)或拉扦一次，其實(shí)質(zhì)就是產(chǎn)生一種物理的電脈沖。在人體生命的機(jī)體里，時(shí)刻都在發(fā)生某種特殊的電流，這些微弱的電流從心臟、腦、肌肉、神經(jīng)等部位發(fā)出，對(duì)身體的正常運(yùn)行起著不可缺乏的作用，這些微弱的電流就是人們所說(shuō)的“生物電”。從中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)角度解析，當(dāng)身體的某些器官或部位出現(xiàn)異常時(shí)，其正常的生物電也就出現(xiàn)異常，從而引起人體多種不適或疼痛，而外部的電刺激脈沖可以轉(zhuǎn)化為生物電而影響組織器官。在針刺穴位的基礎(chǔ)上，加以脈沖電的治療作用，針與電兩種刺激相結(jié)合，故對(duì)某些疾病能提高療效；能比較對(duì)的地掌握刺激參數(shù)；替代手法運(yùn)針，節(jié)省人力。在不一樣頻率的脈沖下，對(duì)人體所導(dǎo)致的影響也是不一樣的，針對(duì)個(gè)人狀況調(diào)整脈沖，治療疾病是非常重要的。1.3國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究中國(guó)的針灸于17世紀(jì)傳到歐洲。18,法國(guó)醫(yī)師百利沃茲（LouisBerlioz）就提出過(guò)在針上加電的想法。1825年,薩朗弟愛(ài)初次使用電針治療某些疾病,如神經(jīng)痛,風(fēng)濕熱等。19戈?duì)柕轻t(yī)師用電針治療神經(jīng)炎獲得成功,這是電針的萌芽。在我國(guó),1934年唐世巫等刊登的《電針學(xué)之研究》是我國(guó)將針灸與電相結(jié)合的開(kāi)端。新中國(guó)成立后,在國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)的倡導(dǎo)下我國(guó)針灸醫(yī)學(xué)得到很好的發(fā)展。電針治療儀在臨床上使用最為廣泛，并且品種多樣。它是在針刺作用的基礎(chǔ)上結(jié)合電脈沖刺激的一種療法，通過(guò)穴位電刺激的措施來(lái)加強(qiáng)和維持得氣感，以提高針灸臨床療效。近10年來(lái)，電針治療儀的研制有了新的發(fā)展，在功能方面更趨于多樣化、智能化，增進(jìn)了電針治療儀技術(shù)在針灸臨床中的應(yīng)用。洪文學(xué)等人[2]在中醫(yī)針灸補(bǔ)瀉理論和符號(hào)化測(cè)量理論基礎(chǔ)上，提出采用域內(nèi)特性提取，不一樣域間特性映射的原理，實(shí)現(xiàn)了老式中醫(yī)針刺手法域向電氣參數(shù)域的映射，處理了在現(xiàn)代信號(hào)發(fā)生器平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)針刺手法治療的問(wèn)題。其采用不一樣幅值的電刺激信號(hào)構(gòu)成針刺手法中的天、人、地三部，運(yùn)用鋸齒波構(gòu)造慢按緊捏和緊按慢提針刺手法。皮向君等人[3]設(shè)計(jì)了一種電極阻抗檢測(cè)雙向恒流輸出脈沖治療儀，用單片機(jī)控制雙向恒流輸出，可以產(chǎn)生多種特定的脈沖信號(hào)進(jìn)行電刺激治療，針對(duì)不一樣的病癥，系統(tǒng)選擇不一樣的處方信號(hào)來(lái)進(jìn)行治療，并帶自動(dòng)電極阻抗檢測(cè)功能，減小大電流刺激的疼痛感保證安全性。2本課題研究的重要內(nèi)容和擬采用的研究措施或措施2.1研究的重要內(nèi)容本課題設(shè)計(jì)的用于電針治療儀的多頻率脈沖輸出電路是基于單片機(jī)及集成電路提出的，具有多頻率脈沖的輸出功能，可輸出不一樣脈寬、幅度的脈沖波形，還可以選擇不一樣頻率的脈沖序列。脈沖波形的產(chǎn)生采用555時(shí)基電路為基礎(chǔ)，并采用單片機(jī)進(jìn)行模式控制，到達(dá)多路輸出獨(dú)立調(diào)整、互不干擾的目的。技術(shù)指標(biāo)：（1）脈沖光輸出電路及單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)（2）電路仿真可行（3）系統(tǒng)調(diào)試（產(chǎn)生不不不小于5種頻率的脈沖輸出）2.2采用的研究措施或措施理解課題所需知識(shí)點(diǎn)，然后翻閱有關(guān)資料和教材，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)搜索查找有關(guān)資料，理解各元器件的功能作用，設(shè)計(jì)電路圖，進(jìn)行仿真，最終進(jìn)行實(shí)物調(diào)試。3脈沖電路的設(shè)計(jì)圖1電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)重要以555時(shí)基電路為基礎(chǔ)。該電路包括持續(xù)脈沖發(fā)生電路、模式控制電路、斜波發(fā)生電路、幅度調(diào)制電路和頻率調(diào)制電路、輸出電路幾部分。控制部分經(jīng)接口電路可與單片機(jī)系統(tǒng)相連,以便進(jìn)行控制模式選擇、輸出控制等多種操作。對(duì)應(yīng)模式脈沖信號(hào)經(jīng)功率放大后輸出。圖2555引腳圖腳1是公共地端為負(fù)極；腳2是低觸發(fā)端TR，低于1/3電源電壓如下時(shí)即導(dǎo)通；腳3是輸出端V，電流可達(dá)mA;腳4是強(qiáng)制復(fù)位端MR，不可用與電源正極相連或懸空；腳5是用來(lái)調(diào)整比較器的基準(zhǔn)電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)控制端VC，不用時(shí)可懸空，或通過(guò)0.01μF電容器接地；腳6為高端觸發(fā)端TH，也稱(chēng)閾值端，高于2/3電源電壓以上時(shí)即截止；腳7是放電端DIS;腳8是電源正極VC。555定期器是一種模擬功能和數(shù)字功能緊密結(jié)合在一起的中小規(guī)模集單片成電路。它功能多樣，應(yīng)用廣泛，只要外部配上幾種阻容器件即可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路，是脈沖波形產(chǎn)生與變換的重要元器件，廣泛應(yīng)用于信號(hào)的產(chǎn)生與變換、控制與檢測(cè)、家用電器以及電子玩具等領(lǐng)域[4]。3.1脈沖波形確實(shí)定電針機(jī)理人體組織是由水分、無(wú)機(jī)鹽和帶電生物膠體構(gòu)成的復(fù)雜的電解質(zhì)導(dǎo)體，當(dāng)一種頻率不停變化的脈沖電流作用于人體時(shí)，使組織中的離子會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，清除細(xì)胞膜極化狀態(tài)，使離子濃度和分布變化，這是脈沖電流治療作用最基本的電生理基礎(chǔ)。不一樣的脈沖波形、頻率、時(shí)間變化、刺激強(qiáng)度具有不一樣的治療作用。間隔持續(xù)脈沖通過(guò)毫針刺激腧穴，具有調(diào)整人體功能、止痛靜神、增進(jìn)血?dú)庋h(huán)、調(diào)整肌脹等作用。斷續(xù)波脈沖是有節(jié)律的時(shí)斷時(shí)續(xù)自動(dòng)出現(xiàn)，使機(jī)體不輕易產(chǎn)生適應(yīng)，其動(dòng)力作用頗強(qiáng)。能提高肌肉組織的興奮性，對(duì)橫紋肌有良好的刺激收縮作用。幅度調(diào)制脈沖是脈沖按鋸齒樣自動(dòng)起伏波形，其頻率靠近人體的呼吸規(guī)律，可用于對(duì)膈神經(jīng)作人工電呼吸，急救呼吸衰竭，改善血?dú)庋h(huán)等功能。疏密波脈沖，克服單一波形易產(chǎn)生適應(yīng)的缺陷，動(dòng)力作用大，治療的興奮效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，能增進(jìn)新陳代謝、血?dú)庋h(huán)，改善組織營(yíng)養(yǎng)，消除炎癥水腫。治療儀電脈沖寬度為0μs-200μs,其波形為不對(duì)稱(chēng)雙極性脈沖,如圖3所示,治療部位電荷積累為零,可減小電刺激時(shí)的皮膚疼痛感。脈沖序列具有四種模式,如圖3所示。模式一為間隔持續(xù)脈沖,見(jiàn)圖3（a）：脈沖頻率60Hz。模式二為斷續(xù)波脈沖,見(jiàn)圖3(b):脈沖頻率60Hz,反復(fù)周期3s。模式三為疏密波脈沖,見(jiàn)圖3(c):脈沖頻率9OHz--20Hz,反復(fù)周期2s。模式四為幅度調(diào)制脈沖,見(jiàn)圖3(d):脈沖頻率70Hz,反復(fù)周期2s。圖3脈沖序列控制3.2脈沖輸出幅度確實(shí)定脈沖輸出電流最大不超過(guò)80mA,通過(guò)手動(dòng)微調(diào)旋鈕持續(xù)可調(diào)。圖4脈沖波形3.2.1持續(xù)脈沖發(fā)生電路圖5持續(xù)脈沖發(fā)生電路采用由555與其外圍電路構(gòu)成的占空比持續(xù)可調(diào)的脈沖振蕩電路。如圖5。3.2.2斷續(xù)脈沖發(fā)生電路圖6斷續(xù)脈沖發(fā)生電路由于555的輸出受控于它的復(fù)位端（即第4腳），當(dāng)復(fù)位端為高電平時(shí)，555有輸出；當(dāng)復(fù)位端為低電平時(shí)，輸出被截至，即輸出為0。因此可以運(yùn)用此外一片555的輸出來(lái)控制持續(xù)脈沖發(fā)生電路的復(fù)位端得到所需的斷續(xù)波，如圖5（圖4的雙極開(kāi)關(guān)與圖5的中555的3腳連接）。目前需要做的就是用一片555來(lái)產(chǎn)生周期為3S的方波，稱(chēng)為斷續(xù)波調(diào)制電路。3.2.3幅度調(diào)制脈沖發(fā)生電路幅度調(diào)制脈沖電路由周期為2S的鋸齒波電路和持續(xù)脈沖發(fā)生電路以及調(diào)制電路構(gòu)成。1）鋸齒波電路圖7鋸齒波電路圖LM555CN接成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩狀態(tài)。Q3為場(chǎng)效應(yīng)管，它與可變電阻R2、電容C構(gòu)成恒流源充電電路，以便獲得具有良好線性度的鋸齒波。R1是放電電阻，阻值為500Ω，在555設(shè)計(jì)中，放電電阻取值一般應(yīng)不小于1kΩ，否則電路工作不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致輸出波形的不確定性。因此本電路還需要改善。調(diào)整R2阻值可以調(diào)整鋸齒波的周期。（運(yùn)放LM324）U2A接成電壓跟隨電路，用于阻抗變換和提高負(fù)載能力，以保證輸出的鋸齒波的線性度，使得輸出波形不受其負(fù)載（后繼電路）的影響。2）調(diào)制電路圖8調(diào)制電路圖 調(diào)制電路由（運(yùn)放LM324）U2B等構(gòu)成同相加法電路，實(shí)現(xiàn)S1（持續(xù)脈沖）、S2（鋸齒波）信號(hào)的疊加，合成信號(hào)的電平調(diào)整由負(fù)電源V4和可變電阻R7實(shí)現(xiàn)，它為加法電路提供大概—6V的電壓信號(hào)。運(yùn)用二極管D3的單向?qū)ㄊ沟貌徊恍∮诙O管導(dǎo)通電壓0.7V的信號(hào)電壓變?yōu)榱汶娢浑妷狠敵觥?控制電路的設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)規(guī)定的電壓、電源輸出幅度規(guī)定輸出刺激脈沖波形，需要專(zhuān)門(mén)的電壓輸出電路和電流輸出電路。圖9控制電路圖本次設(shè)計(jì)的電壓輸出電路是一種同相放大電路，它由LM324等構(gòu)成，各部分波形發(fā)生電路輸出的信號(hào)幅值均為5V，通過(guò)調(diào)整可變電阻調(diào)整放大電路的增益可以使輸出電壓幅值變?yōu)?2V。3.1本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)電針治療儀的多種脈沖的作用，電脈沖看度的選擇，器件的選擇和電路圖的設(shè)計(jì)，輸出不一樣的頻率脈沖以及脈沖的放大，系統(tǒng)的仿真。難點(diǎn)不一樣頻率脈沖放大，電路的調(diào)試，系統(tǒng)仿真。3.2前期已開(kāi)展的工作運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)館和專(zhuān)業(yè)書(shū)籍進(jìn)行了資料的搜集，查閱有關(guān)文獻(xiàn)，做好讀書(shū)筆記。理解了某些本設(shè)計(jì)中所波及到的器件基本信息。4完畢本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫(xiě)）（1）1～3周，基本資料的查找，撰寫(xiě)開(kāi)題匯報(bào)；（2）4～6周，器件的選擇，完畢系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)；（3）7～9周，完畢各個(gè)模塊電路設(shè)計(jì)并單獨(dú)調(diào)試；（4）10～13周，系統(tǒng)調(diào)試；（5）13～16周，撰寫(xiě)論文，完畢畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。參考文獻(xiàn)[1]陳景藻，趙彼得，王淑英，等.現(xiàn)代物理治療學(xué)[M].北京：北京人民軍醫(yī)出版社，.92-135.[2]洪文學(xué)，李海峰，李成偉，等.仿古典針刺手法的電針針?lè)óa(chǎn)生措施研究[J].江西：中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，，16（2）：50-53.[3]皮向君，陸堯勝，沈以鴻.醫(yī)療衛(wèi)生裝備[J].,6(9):11-12.[4]黃萍，裴素華.555定期器的自動(dòng)化設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，，30（18）：187-188.[5]BrahimEssakhi,GillesAkoun,LionelPichon,etal.AGlobalTimeDomainCircuitSimulationofaMicrowaveRectenna[J].Int.Numer.Model.,,20:3-15.[6]DuHuilian,DanGorcea,PomanPM.ASpiceAnalogBehavioralModelofTwoportDeviceswithArbitraryPortImpedancesBasedontheS-ParametersExtractedfromTime-domainFieldResponses[J].Int.Numer.Model.,,21:77-90.[7]YukinoriISakuta,YujiArai,YoshifumiSekine.AStudyonConfigurationofOscillatorCircuitsforImprovingPhaseNoise[J].ElectricalEngineering,,156(3):48-54.[8]李穎,殷濤,靳靜娜等.電刺激器的雙極性輸出及保護(hù)電路設(shè)計(jì)[J].國(guó)際生物醫(yī)學(xué)工程雜志,,32(2):92-94.[9]劉志朋,李穎,張昱等.電針治療儀多通道幅頻調(diào)制輸出技術(shù)改善設(shè)計(jì)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,,29(6):l-3.[10]劉志朋,殷濤.多功能中醫(yī)針灸治療儀的研制與應(yīng)用[J].生物醫(yī)學(xué)工程與臨床,,6(2):106-108.[11]章小平,龍目恒,黃尚廉.針灸電子化進(jìn)程[J].器